磁场及其基本性质.PPTVIP

一、高考热点: 1.电流的磁场，磁感应强和磁感线的关系； 2.磁场对通电直导线的作用、左手定则和右手定则的区别； 3.磁场对运动电荷的作用，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。 二、复习策略 磁场是高中物理研究的重要内容，复习本专题要重点理解一个物理量（磁感应强度），掌握两个力（安培力和洛伦磁力）两定则（安培定则和左手定则），能够应用相关知识分析计算带电粒子在磁场中的运动。 线索一 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题可归纳为：定圆心、求半径、算时间。 (1)定圆心。因洛伦磁力F与粒子速度方向垂直，提供向心力，永远指向圆心，据此可画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的洛伦茨力的方向（作这两点速度方向的垂线），其延长线的交点即为园轨道的圆心。若已知入射点的速度方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射点速度方向的垂线和入射点与出射点连线的中垂线，两垂线的交点即为圆轨道的圆心。 （2）求半径。利用洛伦兹力等于向心力求出半径或画出轨迹示意图利用几何知识确定半径。 （3）算时间。若粒子运动轨迹是一完整的圆可利用周期公式 求时间。粒子运动轨迹不是一完整的圆时要利用圆心角和弦切角的关系（圆心角等于2倍弦切角）或偏向角等于圆心角求出轨迹所对的圆心角的大小，再由公式 计算出时间。 线索二带电粒子在重力场、电场、磁场并存的空间中运动时，重力、电场力、磁场力将按自身的特性独立作用于粒子，其中洛伦兹力对运动电荷布做功，重力和电场力做功与路径无关。对带电粒子在复合场中的处理方法是： （1）正确分析带电粒子的受力特征及运动特征是正确解题的前提。带电粒子在复合场中什么运动，取决于带电粒子所受到的合外力及其初时状态的速度。当带电粒子在重力场、电场、磁场并存的空间中做直线运动时，重力、电场力、洛伦兹力的合力必为零，一定做匀速直线运动；当带电粒子所受的重力和电场力为一对平衡力，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动；当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做变速直线运动，其轨迹既不是圆弧，也不是抛物线；当带电粒子连续通过几个不同的场区，粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。 （2）灵活选用物理规律是正确解题的关键。当带电粒子在复合场中做直线运动时，根据物体平衡条件列方程求解；当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应选择动能定理或能量守恒定律方程求解。涉及两粒子的碰撞问题或相互作用问题，可应用动量守恒定律列方程求解。 三、典型题例 题型一 磁场的基本性质 规律方法 磁场最基本的性质是对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。磁现象的电本质是由于电荷的运动。磁感应强度是从力的角度描述磁场性质的物理量，是矢量。定义式： ，B的方向与磁场的方向一致，即小磁针N极所受力的方向。 例1：如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使M N垂直纸面向外运动，可以 A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极 B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极 C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极 D.将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端 答案：ABD [方法技巧]解答本题的关键在于先判断清楚通电导线所处位置的磁场方向，然后由左手定则判断安培力的方向。 题型二 通电导体在安培力作用下的平衡及运动规律 规律方法 安培力大小：。方向：由左手定则判断判定。注意：F、B、L不是在同一平面内，因此解决安培力的问题一定要有一定的空间想象能力。一定要在头脑中建立起F、B、L三者的空间关系图像。安培力作功的实质;起传递能量的作用，将电源的能量传递给通电导线，而磁场本身并不提供能量，这个特点与静摩擦力做功相似。 例2：如图所示，两根平行金属导轨间的距离为0.4 m，导轨平面与水平面的夹角为37°，磁感应强度为0.5 T的匀强磁场垂直于导轨平面斜向上，两根电阻均为1Ω、重均为0.1 N的金属杆ab、cd水平地放在导轨上，杆与导轨间的动摩擦因数为0.3，导轨的电阻可以忽略.为使ab杆能静止在导轨上，必须使cd杆以多大的速率沿斜面向上运动? 解：设必须使cd杆以v沿斜面向上运动，则有cd杆切割磁场线，将产生感应电动势E=Blv 在两杆和轨道的闭合回路中产生电流I= ab杆受到沿斜面向上的安培力F安＝BIl ab杆静止时，受力分析如图 根据平衡条件，应有 Gsinθ一μGcosθ≤F≤Gsinθ+μGcosθ 联立以上各式，将数值代人，可解得 1.8 m/s≤v≤4.2 m/s 例3：如图所示，质量为m的铜棒搭在U形导线框右端，棒长和框